EIP-7702 指南：构建和测试智能账户
- QuickNode
- 发布于 2024-06-19 10:20
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EIP-7702引入了一种新的交易类型0x4，使外部账户（EOA）能够执行临时的智能合约功能，支持批量交易、赞助Gas支付等功能。文章详细介绍了EIP-7702的技术细节、使用场景，并通过Foundry工具展示了如何测试和部署该功能。
概述
EIP-7702 在 以太坊的 Pectra 升级 中引入了一种新的交易类型 0x4，使外部拥有账户（EOAs）能够执行临时的智能合约功能。这一账户抽象的进步弥合了 EOAs 和智能合约之间的差距，实现了批量交易、赞助 gas 支付和受控访问委托等关键功能。
更新：当前 EIP-7702 已经在主网和Sepolia 测试网上线，但可以通过本地 Foundry 环境 fork 的主网环境测试。在本指南中，我们将设置一个全新的本地网络。有关如何分叉主网的更多信息，请查看我们的 如何使用 Foundry 分叉以太坊区块链 指南。
本指南将带你了解 EIP-7702 的技术细节、用例以及如何使用 Foundry 和 Foundry 的 cheatcodes 进行测试。通过本指南，你将清楚地了解如何在项目中利用 EIP-7702，通过部署一个实现合约来查看 EIP-7702 的实际应用，并测试 EIP-7702 的功能。
你将完成的任务
- 学习如何使用 EOA 实现
0x4交易 - 通过 EIP‑7702 开发智能账户
- 在本地网络上测试和部署
0x4交易，查看 EIP‑7702 的实际应用
你需要准备的内容
EIP-7702 交易
虽然典型的以太坊交易要么是转账，要么是与智能合约交互，但新的 0x4 交易类型允许 EOA 直接执行代码。这为外部拥有账户（EOAs）解锁了新的可能性，使它们能够更像智能合约一样运作。
通过这一新标准，EOAs 可以直接从自己的地址执行智能合约逻辑，从而实现以下功能：
- 批量交易：将多个操作合并为一个原子交易（代币批准、交换、转账）。
- 有限访问委托：授予临时的、有范围的权限，而无需暴露密钥。
- Gas 赞助：允许第三方（例如支付方）为你的交易支付 gas 费用。
- 钱包恢复：为私钥丢失实现恢复机制。
以太坊账户类型
- 外部拥有账户（EOAs）：仅由私钥控制；它们持有资金但无法运行代码。（例如，用户钱包如 MetaMask）
- 智能合约账户：持有代码并可以执行复杂操作。（例如，Uniswap Factory、Uniswap Router）
通过 本指南 了解更多关于以太坊账户类型的信息。
签名授权
用户（EOA）签署一个授权消息，该消息包括链 ID、nonce、委托地址和签名部分（y_parity、r、s）。这生成了一个签名授权，确保只有批准的实现合约可以执行交易，并防止重放攻击。
对于每个授权的委托地址，用户（EOA）存储一个委托指示器(delegation designator)，指向 EOA 将委托给的实现合约。当用户（或赞助者）执行 EIP-7702 交易时，它会从该指示器指示的地址加载并运行代码。
交易构建
在典型的以太坊交易中，如果你想调用智能合约上的函数，你将 to 字段设置为该合约的地址，并包含适当的 data 以调用其函数。在 EIP-7702 中，你将 to 字段设置为 EOA 的地址，并包含 data 以调用实现合约的函数，同时附带签名授权消息。
EIP-7702 交易的结构
以下代码片段展示了如何使用 Viem 的钱包客户端为 EIP‑7702 智能账户构建批量交易。
- 它为特定合约生成授权签名。
- 然后，它构建一个交易，其中
to字段设置为智能账户自己的地址。 data字段通过编码对execute函数的调用创建，该函数包含两个调用对象的数组。execute函数应在实现合约中定义，并处理批量交易逻辑。- 最后，交易在
authorizationList中包含签名授权，允许智能账户将执行委托给实现合约。
如果另一个钱包（赞助者）想要执行此交易（赞助交易），它可以使用相同的授权签名将执行委托给实现合约。
注意： 实现合约应设计为处理由 EIP-7702 启用的批量交易和其他功能。此外，它们应包括 nonce 和重放保护机制，以防止未经授权的交易。
使用 Viem 发送 EIP-7702 交易
import { createWalletClient, http, parseEther } from 'viem'
import { anvil } from 'viem/chains'
import { privateKeyToAccount } from 'viem/accounts'
import { eip7702Actions } from 'viem/experimental'
import { abi, contractAddress } from './contract' // 假设你已经部署了合约并在单独的文件中导出了 ABI 和合约地址
const account = privateKeyToAccount('0x...')
const walletClient = createWalletClient({
account,
chain: anvil,
transport: http(),
}).extend(eip7702Actions())
const authorization = await walletClient.signAuthorization({
contractAddress,
})
const hash = await walletClient.sendTransaction({
authorizationList: [authorization],
data: encodeFunctionData({
abi,
functionName: 'execute',
args: [
[
{
data: '0x',
to: '0xcb98643b8786950F0461f3B0edf99D88F274574D',
value: parseEther('0.001'),
},
{
data: '0x',
to: '0xd2135CfB216b74109775236E36d4b433F1DF507B',
value: parseEther('0.002'),
},
],
]
}),
to: walletClient.account.address,
})EIP-7702 交易的流程
如果 EIP-7702 感觉抽象或复杂，不用担心！我们将通过一个动手演示来分解它——部署一个实现合约并测试其功能。
备注：EIP-7702 在设置 Delegation indicator Code （0xef0100 + 委托地址 ）后，不会还原为EOA ， 只有在委托到零地址时，才会将 EOA 委托指示代码清空。 但是另外一个角度：EOA 在执行交易时，加载的委托代码，是仅在当前交易周期内生效
如何使用 Foundry 测试 EIP-7702 功能
在本节中，你将学习如何使用 Foundry 实现 EIP-7702 功能，Foundry 是一个强大的智能合约开发工具。
Foundry Cheatcodes Foundry 提供了一组 cheatcodes——特殊的命令，用于修改以太坊虚拟机（EVM）的行为以简化测试。在本指南中，我们将使用
signDelegation、attachDelegation和signAndAttachDelegationcheatcodes 来测试 EIP‑7702 功能。有关更多信息，请查看 Foundry Cheatcodes 文档。
项目概述
在本项目中，我们部署了一个名为 BatchCallAndSponsor 的实现合约，该合约支持以下功能：
- 批量交易：在单个交易中执行多个调用。
- 赞助交易：允许赞助者支付 gas 费用。
- 重放保护：使用 nonce 防止交易重放。
项目包括以下文件：
BatchCallAndSponsor.sol– 包含批量交易和赞助交易的核心逻辑。BatchCallAndSponsor.t.sol– 包括直接执行和赞助执行的单元测试。BatchCallAndSponsor.s.sol– 用于部署合约并执行网络交易的脚本。MockERC20.sol– 用于测试代币转账的模拟 ERC-20 代币合约。
警告
本项目中的所有材料和代码仅用于教育目的。它们不适用于生产环境。
环境设置
步骤 1：安装 Foundry
如果尚未安装 Foundry，请使用以下命令进行安装：
curl -L https://foundry.paradigm.xyz | bash然后，重新启动终端并运行：
foundryup这将确保你安装了最新版本。
步骤 2：初始化 Foundry 项目
如果你想从头开始设置项目，请初始化一个新的 Foundry 项目：
forge init eip-7702-project
cd eip-7702-project或者，你可以克隆 QuickNode 示例项目：
git clone https://github.com/quiknode-labs/qn-guide-examples.git
cd qn-guide-examples/ethereum/eip-7702步骤 3：安装所需的依赖项
安装所需的库：
forge install foundry-rs/forge-std
forge install OpenZeppelin/openzeppelin-contractsforge-std：提供测试的实用函数。openzeppelin-contracts：包括 ERC-20 实现和加密实用工具。
步骤 4：配置重映射
为了简化导入路径，请运行以下命令。它将在项目根目录中创建一个 remappings.txt 文件，包括所需的重映射。
forge remappings > remappings.txt这将确保像以下这样的合约导入能够正确工作，而无需长相对路径：
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC20/ERC20.sol";步骤 5：更新 Foundry 配置以支持 EIP‑7702
修改 foundry.toml 以确保与 EIP‑7702 兼容，设置 Prague 硬分叉。在 [profile.default] 部分添加以下行：
evm_version = "prague"这是必要的，因为 EIP‑7702 仅在 Prague 升级之后可用。
如果你使用示例项目，可以跳过此部分及以下步骤。
步骤 6：实现智能合约
在 src 文件夹中，创建一个名为 BatchCallAndSponsor.sol 的新文件，并从 EIP-7702 示例项目 中添加合约逻辑。这是一个支持批量交易和赞助 gas 的基本实现合约。
不要忘记从 src 文件夹中删除任何未使用的文件（例如 Counter.sol）。
实现合约的详细信息在 实现合约详解 部分提供。
步骤 7：编写测试用例
在 test 文件夹中，创建一个名为 BatchCallAndSponsor.t.sol 的文件来测试合约。从 EIP-7702 示例项目 中添加测试用例。
不要忘记从 test 文件夹中删除任何未使用的文件（例如 Counter.t.sol）。
测试用例的详细信息在 测试用例详解 部分提供。
步骤 8：创建部署脚本
在 script 文件夹中创建一个名为 BatchCallAndSponsor.s.sol 的文件，用于部署合约并执行交易。从 EIP-7702 示例项目 中添加部署脚本。
不要忘记从 script 文件夹中删除任何未使用的文件（例如 Counter.s.sol）。
部署脚本的详细信息在 部署脚本详解 部分提供。
项目结构如下：
├── README.md
├── foundry.toml # Foundry 配置文件
├── lib # 已安装的包
│ ├── forge-std
│ └── openzeppelin-contracts
├── remappings.txt # 重映射文件
├── script
│ └── BatchCallAndSponsor.s.sol # 部署脚本
├── src
│ └── BatchCallAndSponsor.sol # 实现合约
└── test
└── BatchCallAndSponsor.t.sol # 测试用例如果你想跳过详解并直接进入操作，请转到 [运行和测试 EIP-7702 项目](#运行和测试 EIP-7702 项目) 部分。
实现合约详解
BatchCallAndSponsor 合约是一个支持批量交易和赞助 gas 的简单实现合约。
请查看项目中的 BatchCallAndSponsor.sol 文件以获取完整实现。以下部分提供了合约功能的简要概述；但请注意，未包含完整的实现代码。
批量执行逻辑
合约中的 execute 函数接受一个 Call 结构体数组，每个结构体代表一个不同的调用，并指定目标地址、值（以 Ether 为单位）和调用数据。
struct Call {
address to;
uint256 value;
bytes data;
}
function execute(Call[] calldata calls) external payable {
require(msg.sender == address(this), "Invalid authority");
_executeBatch(calls);
}
function _executeBatch(Call[] calldata calls) internal {
uint256 currentNonce = nonce;
nonce++;
for (uint256 i = 0; i < calls.length; i++) {
_executeCall(calls[i]);
}
emit BatchExecuted(currentNonce, calls);
}
function _executeCall(Call calldata callItem) internal {
(bool success,) = callItem.to.call{value: callItem.value}(callItem.data);
require(success, "Call reverted");
emit CallExecuted(msg.sender, callItem.to, callItem.value, callItem.data);
}签名验证逻辑
合约使用 OpenZeppelin 的 ECDSA 库和 MessageHashUtils 验证签名。签名消息包括调用者地址、目标合约、调用和 nonce。
bytes32 digest = keccak256(abi.encodePacked(nonce, encodedCalls));
require(ECDSA.recover(digest, signature) == msg.sender, "Invalid signature");处理直接和赞助执行
合约支持直接执行或赞助执行。
- 直接执行：调用者自己执行调用。
- 赞助执行：赞助者在验证签名是由 EOA 签署后，代表调用者执行调用。
function execute(Call[] calldata calls) external payable {
// 调用者直接执行调用
}
function execute(Call[] calldata calls, bytes calldata signature) external payable {
// 赞助者代表调用者执行调用
}使用 Nonce 进行重放保护
合约使用 nonce 防止重放攻击。每次成功执行后，nonce 都会递增。如果不实现 nonce，攻击者可以多次重放相同的交易。
function _executeBatch(Call[] calldata calls) internal {
uint256 currentNonce = nonce;
nonce++; // 递增 nonce 以防止重放攻击
for (uint256 i = 0; i < calls.length; i++) {
_executeCall(calls[i]);
}
emit BatchExecuted(currentNonce, calls);
}测试用例详解
BatchCallAndSponsor.t.sol 文件包含 BatchCallAndSponsor 合约的测试用例。测试用例涵盖了直接执行和赞助执行场景、重放保护和错误处理。
以下部分提供了一些测试代码的见解，但并未包含所有代码。完整的测试文件请参考 BatchCallAndSponsor.t.sol 文件。
直接执行测试
testDirectExecution 函数测试调用者（即 Alice）直接执行调用。它验证 Alice 在单个交易中向 Bob 发送 1 ETH 和 100 个代币。
在此测试中，Alice 授权实现合约代表她执行交易。我们使用 signAndAttachDelegation cheatcode 签署授权消息并将其附加到交易中。
然后，Alice 自己在Alice 的 EOA 上调用 execute 函数，并传递调用数组，这在没有 EIP-7702 的情况下是不可能的。
testDirectExecution 函数的部分代码
function testDirectExecution() public {
console2.log("Sending 1 ETH from Alice to Bob and transferring 100 tokens to Bob in a single transaction");
BatchCallAndSponsor.Call[] memory calls = new BatchCallAndSponsor.Call[](2);
// ETH transfer
calls[0] = BatchCallAndSponsor.Call({to: BOB_ADDRESS, value: 1 ether, data: ""});
// Token transfer
calls[1] = BatchCallAndSponsor.Call({
to: address(token),
value: 0,
data: abi.encodeCall(ERC20.transfer, (BOB_ADDRESS, 100e18))
});
vm.signAndAttachDelegation(address(implementation), ALICE_PK);
vm.startPrank(ALICE_ADDRESS);
BatchCallAndSponsor(ALICE_ADDRESS).execute(calls);
vm.stopPrank();
assertEq(BOB_ADDRESS.balance, 1 ether);
assertEq(token.balanceOf(BOB_ADDRESS), 100e18);
}赞助执行测试
testSponsoredExecution 函数测试了由赞助者（即 Bob）发起的调用的赞助执行。它验证了第三方（Bob）可以代表 Alice 执行交易。我们验证了发送者是 Bob，而不是 Alice，并且接收者已收到资金。
在此测试中，Alice 签署了一份授权，允许 implementation 代表她执行交易。Bob 附加了 Alice 签署的授权并进行广播。
然后，Alice 签署交易，Bob 通过 Alice 临时分配的合约执行交易。
最后，execute 函数在 Alice 的 EOA 上由 Bob 调用，而不是 Alice。
testSponsoredExecution 函数的一部分
function testSponsoredExecution() public {
// Arrange the call(s).
calls[0] = BatchCallAndSponsor.Call({to: recipient, value: 1 ether, data: ""});
// Alice signs a delegation allowing `implementation` to execute transactions on her behalf.
Vm.SignedDelegation memory signedDelegation = vm.signDelegation(address(implementation), ALICE_PK);
// Bob attaches the signed delegation from Alice and broadcasts it.
vm.startBroadcast(BOB_PK);
vm.attachDelegation(signedDelegation);
// Prepare the signature for the transaction.
(uint8 v, bytes32 r, bytes32 s) = vm.sign(ALICE_PK, MessageHashUtils.toEthSignedMessageHash(digest));
bytes memory signature = abi.encodePacked(r, s, v);
// Expect the event. The first parameter should be BOB_ADDRESS.
vm.expectEmit(true, true, true, true);
emit BatchCallAndSponsor.CallExecuted(BOB_ADDRESS, calls[0].to, calls[0].value, calls[0].data);
// As Bob, execute the transaction via Alice's temporarily assigned contract.
BatchCallAndSponsor(ALICE_ADDRESS).execute(calls, signature);
vm.stopBroadcast();
assertEq(recipient.balance, 1 ether);
}错误的前面
testWrongSignature 函数测试了签名不正确的场景。它验证了如果签名无效，合约会回滚。
testWrongSignature 函数的一部分
function testWrongSignature() public {
// Bob attaches the signed delegation from Alice and broadcasts it.
vm.startBroadcast(BOB_PK);
vm.attachDelegation(signedDelegation);
// Sign with the wrong key (Bob's instead of Alice's).
(uint8 v, bytes32 r, bytes32 s) = vm.sign(BOB_PK, MessageHashUtils.toEthSignedMessageHash(digest));
bytes memory signature = abi.encodePacked(r, s, v);
vm.expectRevert("Invalid signature");
BatchCallAndSponsor(ALICE_ADDRESS).execute(calls, signature);
vm.stopBroadcast();
}重放保护测试
testReplayProtection 函数测试了重放保护机制。它验证了如果多次使用相同的签名，合约会回滚。
testReplayProtection 函数的一部分
function testReplayAttack() public {
// Bob attaches the signed delegation from Alice and broadcasts it.
vm.startBroadcast(BOB_PK);
vm.attachDelegation(signedDelegation);
uint256 nonceBefore = BatchCallAndSponsor(ALICE_ADDRESS).nonce();
bytes32 digest = keccak256(abi.encodePacked(nonceBefore, encodedCalls));
(uint8 v, bytes32 r, bytes32 s) = vm.sign(ALICE_PK, MessageHashUtils.toEthSignedMessageHash(digest));
bytes memory signature = abi.encodePacked(r, s, v);
// First execution: should succeed.
BatchCallAndSponsor(ALICE_ADDRESS).execute(calls, signature);
vm.stopBroadcast();
// Attempt a replay: reusing the same signature should revert because nonce has incremented.
vm.expectRevert("Invalid signature");
BatchCallAndSponsor(ALICE_ADDRESS).execute(calls, signature);
}部署脚本
请查看项目中的 BatchCallAndSponsor.s.sol 文件以获取完整的部署脚本。以下部分提供了简要概述，但并未包含所有代码。
BatchCallAndSponsor 脚本文件的一部分
function run() external {
// Start broadcasting transactions with Alice's private key.
vm.startBroadcast(ALICE_PK);
// Deploy the delegation contract (Alice will delegate calls to this contract).
implementation = new BatchCallAndSponsor();
// Deploy an ERC-20 token contract where Alice is the minter.
token = new MockERC20();
// // Fund accounts
token.mint(ALICE_ADDRESS, 1000e18);
vm.stopBroadcast();
// Perform direct execution
performDirectExecution();
// Perform sponsored execution
performSponsoredExecution();
}运行和测试 EIP-7702 项目
Step 1: 运行本地网络
在终端中运行以下命令以启动一个本地网络，使用 Prague 硬分叉。
anvil --hardfork pragueStep 2: 安装依赖项
在另一个终端中，运行以下命令以安装依赖项。
forge installStep 3: 编译合约
然后，运行以下命令以构建合约。
forge buildStep 4: 运行测试用例
构建合约后，运行以下命令以运行测试用例。如果你想为所有测试显示堆栈跟踪，请使用 -vvvv 标志，而不是 -vvv。
forge test -vvv输出应如下所示：
Ran 4 tests for test/BatchCallAndSponsor.t.sol:BatchCallAndSponsorTest
[PASS] testDirectExecution() (gas: 128386)
Logs:
Sending 1 ETH from Alice to Bob and transferring 100 tokens to Bob in a single transaction
[PASS] testReplayAttack() (gas: 114337)
Logs:
Test replay attack: Reusing the same signature should revert.
[PASS] testSponsoredExecution() (gas: 110461)
Logs:
Sending 1 ETH from Alice to a random address while the transaction is sponsored by Bob
[PASS] testWrongSignature() (gas: 37077)
Logs:
Test wrong signature: Execution should revert with 'Invalid signature'.
Suite result: ok. 4 passed; 0 failed; 0 skipped;Step 5: 运行部署脚本
现在你已经设置好项目，是时候运行部署脚本了。该脚本部署合约，铸造代币，并测试批量执行和赞助执行功能。
我们使用以下命令：
--broadcast: 将交易广播到你的本地网络。--rpc-url 127.0.0.1:8545: 连接到你的本地网络。--tc BatchCallAndSponsorScript: 指定脚本的目标合约。
forge script ./script/BatchCallAndSponsor.s.sol --tc BatchCallAndSponsorScript --broadcast --rpc-url 127.0.0.1:8545可能会出现类似以下的警告消息：
Warning: Script contains a transaction to 0x70997970C51812dc3A010C7d01b50e0d17dc79C8 which does not contain any code.
Do you wish to continue?此警告是预期的，因为在 EIP‑7702 生效之前，EOA 不具有任何链上代码。只需输入 y 以继续。
脚本完成后，你将看到日志消息，指示链上执行成功。交易保存在 broadcast 文件夹中，任何敏感值保存在 cache 文件夹中。
ONCHAIN EXECUTION COMPLETE & SUCCESSFUL.
Transactions saved to: /project-path/broadcast/...
Sensitive values saved to: /project-path/cache/...你可以检查保存的交易以了解 EIP-7702 交易的执行方式。
你可以查看保存的交易以了解 EIP‑7702 交易的执行方式。例如，在最新的赞助执行交易中，Bob 是发送者，而合约地址是 Alice 的。此外，该交易包括一个包含签名授权的 authorizationList。
恭喜你！你已成功使用 Foundry 部署和测试 EIP-7702 功能。
应用与参考
EIP-7702 的开发和探索得益于以太坊生态系统中许多个人和项目的贡献。我们要感谢以下人员：
- Viem: 为添加 EIP-7702 的实验性支持 并提供全面的文档，帮助开发者理解和实现该提案。
- Foundry: 提供强大而灵活的智能合约开发工具包和 EIP-7702 的作弊代码。
- Adam Fuller: 创建了一个基础 脚手架，基于 Scaffold-Eth2，为实验 EIP-7702 提供了一个优秀的起点。
- Ithaca: 提供了有见地的示例，如 EXP-0001: 使用 EIP-7702 的账户委托，以及对 Odyssey 测试网 的贡献。
- EIP-7702 的作者: 特别感谢 该提案的作者，包括 Vitalik Buterin，感谢他们在推进账户抽象和改善以太坊用户体验方面的愿景和努力。
结论
EIP-7702 为批量交易、委托执行和赞助交易等创新用例打开了大门。这是一个非常新颖的功能，我们期待看到它如何改变我们与智能合约的交互方式。
在本指南中，我们介绍了 EIP-7702 的基础知识、用例以及如何使用 Foundry 实现它。我们还通过部署实现合约并在本地网络上测试其功能来测试 EIP-7702 功能。我们希望本指南能为你提供对 EIP-7702 及其潜在应用的深入理解。
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